DE3304895C2

DE3304895C2 -

Info

Publication number: DE3304895C2
Application number: DE3304895A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio/Tokyo Jp Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1982-02-13
Filing date: 1983-02-12
Publication date: 1987-11-05
Also published as: DE3304895A1; GB2115081A; IT1167075B; GB8303527D0; FR2521664B1; IT8347697A0; GB2115081B; FR2521664A1; US4427240A

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelumlauflager für lineare Be wegungen, umfassend

a) einen Lagerkörper, in dem im Abstand voneinander in der einen Seite Lagerlaufrillen für belastete Kugeln und in der anderen Seite Führungsausneh mungen für unbelastete Kugeln ausgebildet sind;
b) einen Kugelhalter, der auf dem Lagerkörper ange ordnet ist, sowie innere geneigte Seiten aufweist, in denen parallele Schlitze ausgebildet sind, und äußere geneigte Seiten, die in Anlage an geneigten Oberflächen des Lagerkörpers sind; und
c) Endkappen, welche an den in Längsrichtung entgegen gesetzten Endflächen des Lagerkörpers befestigt sind und U-förmige Umlenkausnehmungen zum Führen der Kugeln von den Lagerlaufrillen in die Führungs ausnehmungen, und umgekehrt, aufweisen, sowie ei ne Ausnehmung für ein Führungsteil, das zusammen mit den U-förmigen Umlenkausnehmungen U-förmige Kugelumlenkkanäle begrenzt.

Ein Kugelumlauflager dieser Art ist in der DE-OS 29 45 594 beschrieben, dieses bekannte Kugelumlauflager ist jedoch so ausgebildet, daß es erforderlich ist, den Kugelhalter an einer Anzahl von Stellen mittels Schrauben am Lagerkörper zu befestigen, die durch Löcher hindurchgesteckt werden, welche im Kugelhalter vorgesehen sind. Außerdem ist es not wendig, die Längsseitenränder des Kugelhalters mittels langgestreckter Andrückplatten zu befestigen, die eine längs verlaufende Dichtung besitzen und ihrerseits an den Lager körper angeschraubt werden müssen. Auch in den Fällen, in denen eine solche Dichtung nicht vorgesehen ist, ist es er forderlich, die Längsränder des Kugelhalters durch geson derte Schrauben zu befestigen.

Außerdem erfordert es ein Kugelumlauflager von der Art, wie es in der DE-OS 29 45 594 beschrieben ist, das durch den Lagerkörper, der aus hartem Stahl besteht, Kugelrückführ kanäle ausgebildet werden. Wenn solche Kugelrückführkanäle durch Rillen ersetzt sind, wie das bei den Kugel- bzw. Rol lenumlauflagern nach der FR 20 96 147 der Fall ist, dann ist es erforderlich, eine entsprechende Abdeckung sicher an einer Reihe von Stellen am Lagerkörper zu befestigen. Bei diesem Kugel- bzw. Rollenumlauflager sind die Kugelhalter mit den Abdeckungen zu Kugelgehäusen verbunden, indem diese beiden Teile jeweils als Preßteile so hergestellt sind, daß sie gleichzeitig die Hälfte einer U-förmigen Kugelumlenk rille aufweisen, wobei die jeweilige Abdeckung und der zu gehörige Kugelhalter an ihren Stoßstellen durch flanschar tige Vorsprünge miteinander verbunden werden.

Aus der CH 4 46 823 ist es weiter bekannt, einen Kugelhal ter, der aus einzelnen Drähten besteht, dadurch an Endkap pen zu befestigen, daß entsprechende Ausnehmungen vorgese hen sind, in welche die Enden der Drähte lose hineinge steckt werden. Die Aufgabenstellung, die dieser Befesti gungsart zugrunde liegt, besteht jedoch darin, daß sich hierdurch die Drähte nach Maßgabe der losen Befestigung der Drahtenden mit einer ausreichenden Länge durchbiegen können, weil die Enden in den Ausnehmungen untergebracht sind und aus diesen Ausnehmungen nicht vollständig herausgelangen können. Ein Durchbiegen des Kugelhalters und der Abdeckung ist aber bei dem Kugelumlauflager nach der vorliegenden Erfindung weder notwendig noch erwünscht.

Schließlich ist aus der US 33 98 999 ein Kugelumlaufla ger bekannt, das einen vom erfindungsgemäßen Kugelumlauf lager völlig unterschiedlichen Aufbau bezüglich des Haltens der Kugeln besitzt, denn hier sind die Seitenabdeckungen einstückig mit dem Kugelhalter ausgebildet. Eine solche Bau weise ist nicht, zumindest nicht ohne weiteres, auf ein Ku gelumlauflager der Art übertragbar, wie es in der DE-OS 29 45 594 beschrieben ist, von dem die vorliegende Erfin dung ausgeht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugelumlauflager der Art, wie es in der DE-OS 29 45 594 angegeben ist, so auszubilden, daß sich eine einfachere und trotzdem sehr sichere Befesti gung des Kugelhalters und einer für die rillenförmigen Füh rungsausnehmungen zur Rückführung der unbelasteten Kugeln vorgesehenen Abdeckung ergibt, ohne daß die Festigkeit der Bauteile beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Endkappen je einen dreieckigen Haltevorsprung aufweisen, der in die mittlere V-Spitze des im Querschnitt W-förmigen Ku gelhalters eingreift und diesen zwischen sich und einer an jeder der Endkappen ausgebildeten W-förmigen Kugelhalterpaß fläche hält; daß die Endkappen in den Seitenwänden der U- förmigen Umlenkausnehmungen ausgebildete schmale langge streckte Nuten aufweisen, in welche die Ränder einer Abdek kung eingesteckt sind, die die als U-förmige Führungsrillen ausgebildeten Führungsausnehmungen abdeckt; und daß die End kappen je einen Vorsprung besitzen, der in je eine Ausneh mung paßt, die an jedem Längsende der Abdeckung vorgesehen ist.

Durch diese formschlüssige Einklemmbefestigung des Kugel halters und der Abdeckung für die Führungsrillen mittels der beiden Endkappen wird eine einfachere und trotzdem sehr sichere Befestigung des Kugelhalters und der Abdeckung er zielt, weil dadurch eine Reihe Schraubverbindungen wegfallen, die den Zusammenbau des Kugelumlauflagers komplizierter ma chen würden. Denn der Kugelhalter und die Abdeckung werden durch die formschlüssige Verbindung mit den Endkappen gleichzeitig mit der Anbringung der Abdeckung positioniert und weitgehend montiert.

Die symmetrische W-förmige Konfiguration des Kugelhalte teils erleichtert dessen Herstellung und gibt eine erhöhte Steifigkeit.

Das Kugelhalteteil kann, da es in einem W-förmigen Quer schnitt ausgebildet ist und parallele rechte und linke Schlitze, von denen jeder eine kleinere Breite hat, als es der Durchmesser der Kugeln ist, in den inneren geneigten Seiten ausgebildet sind, die belasteten Kugeln glatt, sanft und stoßfrei führen, so daß der Aufbau des Kugelumlauflagers vereinfacht ist, ohne daß die Festigkeit der Bauteile be einträchtigt wird und trotzdem die Herstellungskosten ver mindert sind.

Schließlich ist das Ausbilden der rechten und linken Lager körper in einer spiegelbildlichen Form zueinander durch Ziehen einer quadratischen Stange in angemessener Weise zur Massenproduktion geeignet, und es ist eine bemerkenswert wirksame Maßnahme zur Kostenverminderung, weil die rechten und linken Lagerkörper gegeneinander austauschbar sind.

Die Erfindung sei nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand einer besonders bevorzugten Ausführungs form näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise Querschnittsansicht einer Ausfüh rungsform eines Kugelumlauflagers gemäß der Erfin dung;

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Lagerkörper mit einer daran angebrachten Abdeckung für rückzuführende unbela stete Kugeln;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Fi gur 2;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Lagerkörpers;

Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer an dem Lagerkörper anzubringenden Endkappe mit zugehörigen Teilen;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines an dem Lager körper anzubringenden Kugelhalters;

Fig. 7 eine Vorderaufrißansicht der Endkappe, teilweise im Schnitt;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C der Fi gur 7;

Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie D-D der Fi gur 7;

Fig. 10 eine Vorderaufrißansicht eines halbzylindrischen Führungsteils; und

Fig. 11 eine Schnittansicht längs der Linie B-B der Fi gur 10.

Es sei zunächst auf die Fig. 1 Bezug genommen, wonach ein bewegbarer Tisch 101 in Längsrichtung einer Unterlage 401 verschiebbar ist, sowie abgestufte Teile 102 und 103 zum Befestigen von Lagerblöcken 201 und 202 in den jeweiligen Innenseiten beider Seiten des bewegbaren Tisches 101 in Längsrichtung des letzteren ausgebildet sind, wie durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Die abgestuften Teile 102 und 103 begrenzen die der Oberseite des bewegba ren Tisches 101 entsprechende, bzw. entgegengesetzte Unter seite 107 des bewegbaren Tisches 101. Die Lagerblöcke 201 und 202 sind dadurch ausgebildet worden, daß eine Stange, der in der erforderlichen Konfiguration gezogen worden ist, spanabhebend bearbeitet, insbesondere gefräst, worden ist. Die Lagerblöcke 201 und 202 umfassen Lagerkörper 203 und 204 mit Befestigungsabschnitten 205 und 206. In den Lager körpern 203 und 204 sind Lagerlaufrillen 208 und 209 zum Führen von belasteten Kugeln 207 ausgebildet. Die Lagerlauf rillen 208 und 209 sind parallel zueinander und übereinan der in Positionen ausgebildet, die auf geraden Linien lie gen, welche unter einem Winkel von 45° geneigt zu einer Horizontallinie verlaufen, die durch die Mittelachse der Lagerkörper 203, 204 hindurchgeht. Die Lagerlaufrillen 208 und 209 sind zum Zwecke eines Zweipunktkontakts in der Form eines kreisförmigen Bogens ausgebildet (im Querschnitt). Der am meisten bevorzugte Krümmungsradius der Lagerlaufril len 208 und 209 beträgt vorzugsweise 52 bis 53% des Durch messers der Kugeln 207.

Ein im Querschnitt W-förmiger Kugelhalter 215 ist einstückig aus einem Stahlblech ausgestanzt. In den inneren geneigten Seiten 216 und 217 (siehe insbe sondere Fig. 6) des Kugelhalters 215 sind parallele Schlitze 218 und 219 entlang der Längsrichtung des Kugel halters 215 ausgebildet, und diese Schlitze 218 und 219 ha ben eine Breite, die etwas kleiner als der Durchmesser der Kugeln 207 ist und entsprechen positionsmäßig den Lagerlauf rillen 208 und 209 des Lagerkörpers 203, 204. Wie die Fig. 6 zeigt, sind an den jeweiligen entgegengesetzten Enden der Schlitze 218 und 219 Zungen 234 und 235 zum Anheben und Ab senken der Kugeln 207 ausgebildet. Die äußeren geneigten Seiten 224 und 225 des Kugelhalters 215 werden an der rech ten und linken geneigten Oberfläche 228 und 229 des Lager körpers 203, 204 mittels Schrauben 220 befestigt. Zum Auf nehmen und Hindurchstecken der Schrauben 220 sind Durch gangslöcher 241 und 242 in den äußeren geneigten Seiten 224 und 225 des Kugelhalters 215 ausgebildet.

Die Führungsschienen 301 und 302 sind an der Unterlage 401 in den jeweiligen vorbestimmten Positionen auf dieser Un terlage 401 mittels Schrauben (nicht gezeigt) befestigt, die durch die Durchgangslöcher 305 gesteckt sind, welche durch die Führungsschienen 301 und 302 in wahlweise festge legten Abständen gebohrt sind. Die Lagerlaufrillen der Füh rungsschienen 301 und 302 sind derart ausgebildet, daß sie den Lagerlaufrillen 208 und 209 der Lagerkörper 203 und 204 entsprechen. Die Lagerlaufrillen der Führungsschienen 301 und 302 sind entsprechend den Lagerlaufrillen 208 und 209 in der Form eines kreisförmigen Bogens (im Querschnitt) aus gebildet, so daß ein Zweipunktkontakt ermöglicht wird. Die inneren Seitenwände der Führungsschienen 301 und 302 sind in Anlage an vertikalen Wänden 404 und 405 von Positionie rungsrippen 402 und 403 angeordnet.

Die jeweiligen Befestigungsabschnitte der Lagerblöcke 201 und 202 sind in den jeweiligen mittigen Teilen der Lagerkör per 203 und 204 ausgebildet, und die U-förmigen Umlenkaus nehmungen zum Umlenken der Laufrichtung der Kugeln sind an den jeweiligen entgegengesetzten Längsenden der Lagerkörper 203 und 204 mittels Endkappen 230, 231 und halbzylindri scher Führungsteile 261, 262 ausgebildet.

Parallele Lagerlaufrillen 208 und 209 zum Führen von bela steten Kugeln 207 und parallele U-förmige Führungsrillen 210 und 211 sind in den jeweiligen oberen und unteren Teilen der einen Seite der Lagerkörper 203 und 204 ausge bildet. Die Endkappen 230 und 231 sind durch Formen eines Kunststoffmaterials oder durch Druckguß einer Legierung aus gebildet. Eine erste halbkreisförmige Ausnehmung 260 ist in dem inneren mittigen Teil der Endkappen ausgebildet. Zweite halbkreisförmige Umlenkausnehmungen 261, deren Radius grö ßer als derjenige der ersten halbkreisförmigen Ausnehmung 260 ist, sind in konzentrischer Weise oberhalb und unter halb oder auf der rechten Seite und der linken Seite der ersten halbkreisförmigen Ausnehmung 260 ausgebildet. Die halbkreisförmigen Umlenkausnehmungen 261 sind so angeord net, daß die belasteten Kugeln 207, die entlang den Lager körpern 203 und 204 laufen, von den Lagerlaufrillen 208 und 209 in die U-förmigen Führungsrillen 210 und 211 oder von letzteren in die Lagerlaufrillen 208 und 209 geführt werden. Die U-förmigen Kugelumlenkkanäle zum Umlenken der Laufrich tung der Kugeln 207 werden dadurch ausgebildet, daß man je weils ein halbkreisförmiges Führungsteil 262 in der ersten Ausnehmung 260 befestigt, und zwar derart, daß sich die ent gegengesetzten Seitenwände 263 in Kontakt mit den Endflä chen der Umlenkausnehmungen 261 befinden. Die Endkappen 230 und 231 werden zusammen mit dem halbkreisförmigen Führungs teil 262 mittels Schrauben 236 an den entgegengesetzten Längsenden des Lagerkörpers 203, 204 befestigt.

Eine Abdeckung 270 für nichtbelastete Kugeln 207 mit prak tisch U-förmigem Querschnitt wird an der Rückseite des La gerkörpers 203, 204 derart befestigt, daß sie die U-förmi gen Führungsrillen 210, 211 abdeckt, die in dem oberen und unteren Teil der Rückseite des Lagerkörpers 203, 204 ausge bildet sind. Die jeweiligen Enden 271 der Abdeckungen 270 werden in schmale langgestreckte Nuten 272 eingesteckt, die in den jeweiligen Seitenwänden der U-förmigen Führungsril len 210 und 211 ausgebildet sind (siehe insbesondere Fig. 2, 3 und 7). Jeweilige Vorsprünge 274 der Endkappen 230 und 231 passen in Ausnehmungen 273, die an den entgegengesetz ten Längsenden der Abdeckungen 270 vorgesehen sind. Die Ab deckungen 270 werden mittels Schrauben 252 an den Rücksei ten der Lagerkörper 203 und 204 befestigt (siehe insbeson dere Fig. 1).

Die Haltevorsprünge 243, die in den Endkappen 230 und 231 ausgebildet sind, haben einen dreieckigen Querschnitt, so daß diese Haltevorsprünge 243 in die mittlere V-Spitze des Kugelhalters 215 eingreifen, der über den Lagerlaufrillen 208 und 209 des Lagerkörpers 203 bzw. 204 angeordnet ist und auf den W-förmigen Kugelhalterpaßflächen 255 der End kappen 230 und 231 sitzt.

Ein Durchgangsloch 264 ist in dem halbzylindrischen Füh rungsteil 262 ausgebildet. Außerdem sind in dem halbzylin drischen Führungsteil 262 auf beiden Seiten des unteren En des desselben gekrümmte Oberflächen 254 zum Führen der be lasteten Kugeln 207 ausgebildet.

Ein Durchgangsloch 265 ist zum Durchstecken und zum Aufneh men einer Schraube 236 in der Endkappe 230, 231 ausgebildet. Weiter sind Durchgangslöcher 245 in den Lagerkörpern 203 und 204 vorgesehen. Die Lagerkörper 203 und 204 werden da durch an dem bewegbaren Tisch befestigt, daß Schrauben 246 durch die Durchgangslöcher 245 gesteckt und diese Schrauben 246 in Gewindelöcher 103 eingeschraubt werden, die in dem bewegbaren Tisch längs beider Seiten desselben ausgebildet sind. Der Lagerkörper 203 kann mittels Befestigungsschrau ben 248, die in Gewindelöcher 110 eingeschraubt sind, wel che in der Seitenwand 109 des bewegbaren Tisches 101 ausge bildet sind, nach der Führungsschiene 301 zu gedrückt wer den, damit eine Vorbelastung auf die Kugeln 207 ausgeübt wird.

Im Betrieb rollen die belasteten Kugeln 207, wenn der verschiebbare Tisch 101 nach vorwärts oder rückwärts bewegt wird, zwischen den Lagerkörpern 203, 204, welche mit den entgegengesetzten Seiten des bewegbaren Tisches 101 verbunden sind, und den Führungsschienen 301 und 302 und laufen glatt, sanft und stoßfrei durch die Führungsrillen 210 und 211, die zum Führen der unbelasteten Kugeln 207 vorge sehen sind.

Die belasteten Kugeln 207 befinden sich in winkelförmigem Kontakt mit den Lagerlaufrillen 208, 209, und wenn die be lasteten Kugeln 207 vorbelastet sind oder eine Last irgend einer Richtung auf die belasteten Kugeln 207 ausgeübt wird, dann befinden sich die belasteten Kugeln 207 in Zweipunkt kontakt entlang der Richtung des Kontaktwinkels, so daß der Differentialschlupf vermindert ist und eine zufriedenstel lende Rollbewegung der belasteten Kugeln 207 ermöglicht wird.

Wenn eine erhöhte Last auf die belasteten Kugeln 207 ausge übt wird, dann werden die Kugeln 207 elastisch deformiert, da sich die Kugeln 207 in Zweipunktkontakt mit den Lager laufrillen 208, 209 befinden, so daß die Steifigkeit erhöht wird. Außerdem wird, da der Krümmungsradius der Lagerlauf rillen 52 bis 53% des Durchmessers der Kugeln 207 beträgt, die Belastungskapazität der Lagerlaufrillen 208, 209 erhöht.

Claims

Kugelumlauflager für lineare Bewegungen, umfassend
- a) einen Lagerkörper, in dem im Abstand voneinander in der einen Seite Lagerlaufrillen für belastete Kugeln und in der anderen Seite Führungsausneh mungen für unbelastete Kugeln ausgebildet sind;
- b) einen Kugelhalter, der auf dem Lagerkörper ange ordnet ist, sowie innere geneigte Seiten aufweist, in denen parallele Schlitze ausgebildet sind, und äußere geneigte Seiten, die in Anlage an geneigten Oberflächen des Lagerkörpers sind; und
- c) Endkappen, welche an den in Längsrichtung entgegen gesetzten Endflächen des Lagerkörpers befestigt sind und U-förmige Umlenkausnehmungen zum Führen der Kugeln von den Lagerlaufrillen in die Führungs ausnehmungen, und umgekehrt, aufweisen, sowie ei ne Ausnehmung für ein Führungsteil, das zusammen mit den U-förmigen Umlenkausnehmungen U-förmige Kugelumlenkkanäle begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkappen (230, 231) je einen dreieckigen Haltevorsprung (243) auf weisen, der in die mittlere V-Spitze des im Querschnitt W-förmigen Kugelhalters (215) eingreift und diesen zwi schen sich und einer an jeder der Endkappen (230, 231) aus gebildeten W-förmigen Kugelhalterpaßfläche (255) hält; daß die Endkappen (230, 231) in den Seitenwänden der U-förmigen Umlenkausnehmungen (261) ausgebildete schmale, langgestreckte Nuten (272) aufweisen, in welche die Ränder einer Abdeckung (270) eingesteckt sind, die die als U- förmige Führungsrillen (210, 211) ausgebildeten Führungs ausnehmungen abdeckt; und daß die Endkappen (230, 231) je einen Vorsprung (274) besitzen, der in je eine Aus nehmung (273) paßt, die an jedem Längsende der Abdeckung (270) vorgesehen ist.